Азбука долгожителя - читать онлайн

Что такое старение и наука, которая его изучает?

Мир стареет, и мы вместе с ним, причем осознаем это, но чаще не хотим принимать. Поэтому, неожиданно сталкиваясь с уже явными признаками старости, мы растеряны и не знаем, что делать. Или все-таки ничего не делать?

Растерянность – не мой путь. Я люблю четкие конструкции мысли, но прежде, чем начать обсуждать тему старения, важно дать этому термину определение. Во всяком случае, множество споров можно унять уже на этой стадии. Но начнем мы не со старения, а с того, что такое «наука о старении». Так будет удобнее.

Итак, если с термином «наука о старении» все более или менее понятно, то что такое само явление, которое она изучает? А вот тут-то у нас возникает очень и очень серьезная проблема. Вернее, большой клубок проблем. Я часто называю это явление «Его Величество Старение». Мне знаком огромный список определений этого термина, и только их перечисление займет много времени. Уже в момент формирования определения появляются очень интересные моменты, и обсуждение только этих полутонов и нюансов может занять несколько часов.

Например, старение – это процесс и следствие процесса неуклонно нарастающего ограничения способности к самообновлению и полноценному восстановлению утрачиваемых структур и функций, ограничивающий продолжительность жизни и ведущий к росту риска смерти и неизбежной гибели из-за угасания функций, отказа регуляторных механизмов, возникновения эндогенных (внутренних) нарушений и повышения восприимчивости к экзогенным (внешним) факторам. Или: старение – это генетически обусловленный процесс деградации структуры и функций организма, приводящий его к смерти даже в оптимальной среде обитания. Вот следующее: старение – эволюционная необходимость стабильного поддержания жизнеспособности популяции. Или: старение – совокупность всех изменений в онтогенезе, приводящих к его завершению. Вот еще одно: старение – это способ существования зрелой в своей категории материи с последующей утратой взаимосвязей и способности выполнять функции вплоть до полного их угасания. Или: старение – это процесс медленного угасания физиологических функций организма, связанный с большим количеством факторов, влияющих на него, что приводит к снижению адаптационных возможностей организма, изменениям в генетической программе, контролирующей основные системы жизнеобеспечения.

Или определение профессора Н. Н. Мушкамбарова: «Старение – процесс появления и последующего нарастания в организме возрастных изменений (отклонений параметров от их значений в период максимальной жизнеспособности)» (мнение на 2020 год)[36]. И определение ВОЗ (Доклад «Старение и здоровье», 2016): «Происходящие в организме изменения, которые являются компонентами процесса старения и влияют на него, носят комплексный характер. На биологическом уровне старение связано с постепенным аккумулированием самых разнообразных повреждений на молекулярном и клеточном уровнях. Со временем эти повреждения приводят к постепенному уменьшению физиологических резервов и к повышенному риску многочисленных болезней, а также к общему спаду индивидуальной жизнеспособности. В конечном счете это приводит к смерти»[37]. Пожалуй, этого достаточно.

И вот еще одна проблема с определением: все эти трактовки термина «старения» правильные. Причина того, что все они верны, состоит в том, что мы фактически описываем жизнь, где всегда можно найти связь чего-либо с чем-то другим, поэтому каждый берет те признаки, которые ему нравятся.

Следующая проблема с термином «старение» – эпистемологическая[38]. Правильно ли вносить сущность в определение, если мы не знаем сути механизмов старения и многое в этом вопросе определяется лишь нашим рациональным мышлением? Или нашим образованием: у физика определение старения будет одно, у математика – другое, а у врача – третье.

С одной стороны, если мы говорим о старении, то в его основе лежат именно механизмы, поэтому вроде бы они должны быть озвучены в определении. С другой стороны, они нам неизвестны, и их включение приводит к странному результату: в определение вводится то, о чем у нас нет достоверных данных. Кроме того, мы сами, указывая существенные признаки неизвестных нам до конца процессов, заводим себя в заблуждение и логический тупик. И это еще одна трудность. И мы волей-неволей переходим к следующим проблемам: что такое механизмы и какова суть старения, и почему это не одно и то же.

Даже подсчитать все гипотезы старения вряд ли удастся, можно только предположить, что их более двух сотен, а может, и трех. Да кто их считал, ведь они отличаются только полутонами и незначительными нюансами и сам процесс их умножения бесконечен. По сути, они делятся на программные и стохастические[39], но эта классификация тоже очень условна, а границы между подходами размыты. Например, увеличение количества стохастических, но обязательно возникающих повреждений ДНК в супрахиазматических ядрах гипоталамуса с возрастом ничуть не отличается от программы. Тем более эти ядра – некий «пейсмейкер»[40] онтогенеза. А сама программа развития может приводить к росту недорепараций ДНК в клетках вследствие роста оксидативного стресса и бомбардировки свободными радикалами, что ничуть не лучше стохастических повреждений. И разделения здесь нет.

С другой стороны, если хорошенько всмотреться в эти дебри, то вырисовываются очертания только двух гипотез старения: программы и стохастики. Это же можно признать методологической основой разделения самих геронтологов на два лагеря. Сами же специалисты этой сферы выстраивают сложные гипотезы, используют разные, часто очень необычные модели, рисуют красивые схемы, а люди все равно почему-то долго не живут. А возможно, и сама пассионарность[41], которую взваливают на себя геронтологи, просто закрывает им глаза на прагматическую составляющую данной науки?

На мой взгляд, основой современной геронтологии должен стать именно прагматизм. Для начала необходимо понять основную проблему этой науки на современном этапе ее развития. Ведь сегодня различные рекомендации от биогеронтологов и их сторонников, как жить дольше, почти сплошь построены лишь на косвенных доказательствах и их личных представлениях.

Сейчас, на мой взгляд, правильным является подход, когда в определении есть попытка оцифровать старение. А то, что оно представляет собой временной процесс, думаю, ни у кого не вызывает даже сомнений.

Сегодня молодой человек, который заинтересовался старением, часто сразу изучает научные статьи. Но наука о старении – это не объединение фрагментов из чужих текстов из базы PubMed по своему желанию. Это не чтение даже самых лучших статей в Nature и в Lancet. Геронтология – это получение достойного базового образования по медицинской, медико-биологической или биологической специальности, на которое наложены знания биологии старения и клинической геронтологии. А только потом чтение любых статей.

Вне зависимости от того, что такое старение и его механизмов, наука об этом явлении – это структурированное знание, нацеленное на решение конкретной практической задачи – сделать так, чтобы человек жил дольше, причем именно в состоянии здоровья.

Есть ли нестареющие животные?

Интересный факт: когда я готовил эту самую главу, то выложил ее проект на свою страницу в социальную сеть[42]. И буквально за сутки под ней было около 300 комментариев, что показывает, что тема не просто интересная, а очень и очень занимательная.

Человек любит простые ответы на самые сложные вопросы. Даже временное оформление своей жизни в части механизмов он пытается найти у других видов – совсем у иных, думая, что так можно решить эту проблему. Просто и со вкусом. А факт, что многократные различия в продолжительности жизни во всем животном мире видны даже невооруженным глазом у самых близких видов, как бы всем очевиден. И основанием для такого подхода является наше рациональное мышление. И оно не плохое и не хорошее, оно просто такое, какое есть, и с ним часто бывают проблемы при использовании профессионального подхода. Так, есть наблюдения, когда совершенно разные виды, например птицы и рыбы, в абсолютно различной среде живут одинаково долго. И что нам это дает?

Не вызывает никаких сомнений, что наше время принадлежит уже не бумаге или телевидению, а именно Интернету. И тут можно найти самое стихийное нагромождение фактов, затем поверхностную их интерпретацию, которые уводят мысль даже образованного слушателя в лабиринты цитирования чужих статей, переведенных Google Translate. Да, сегодня доступность информации в Сети создала уникальную ситуацию в знании о старении. Прочитав несколько статей, многие молодые люди получили формальный повод считать себя компетентными в такой сложной теме. Эта же крайне шаткая ступень воспринимается ими как люк броневика на Площади Революции, с которого они высказывают собственное мнение по самым сложным вопросам науки о старении. Часто для написания таких рассказов и сказок «как жить дольше» используют подход, что на самом-то деле все очень просто. И вот тому газетный пример: «Но живет на свете зверек – это голый землекоп, физиологические особенности которого приводят в изумление геронтологов. Этот грызун отличается исключительно высокой для грызунов продолжительностью жизни. Эти зверьки к старости не бывают физически слабыми или малоподвижными, они не увядают со временем. У голых землекопов никогда не возникает раковых заболеваний, инсультов, инфарктов, диабета и других болезней. А их организм совсем не увядает со временем»[43].

И как вам такое? Странно, что такой зверь вообще умирает. А может и не умирает вовсе? И не хочется ли тут сразу все бросить и бежать изучать только этого дивного и зверька? Фактически единственного. Да, для создания интереса к животному именно как модели для изучения старения подчеркивают удивительные свойства этого вида. Об этом тоже можно говорить долго, но только если не видеть, что природа создает и не такие удивительные конструкции.

Теперь поговорим об уникальности долголетия этого животного. На основании чего же это заявляют? Вот: «Сообщаем о новом рекорде для самого долгоживущего в мире грызуна – самца голого землекопа (Heterocephalus glaber). Когда его поймали в Кении в июле/августе 1974 года, ему был 1 год. Это животное умерло в апреле 2002 года, что свидетельствует о том, что оно прожило более 28 лет. Таким образом, продолжительность жизни этой особи превзошла предыдущий рекорд долголетия для грызунов, который принадлежал дикобразу (Hystrix brachyura), 27 лет и 4 месяца»[44].

Итак, конкретного голого землекопа поймали, перенесли в искусственные условия и сказали: «Вот продолжительность жизни этого вида». Но все не так, ведь это продолжительность жизни в искусственных условиях.

Однако с этой зверушкой не все так просто, и тут хитрость в интригах, причем все они от исследователей, а не от грызуна. Во-первых, когда землекопа сравнивают с мышкой, которая живет лишь пару лет, тем самым подсказывают вашему мозгу уникальную и вызывающую удивление разницу. Нужно сказать, что в семействе грызунов есть множество видов с продолжительностью жизни 5, 10, 15 лет, и я даже слышал о канадском животном, которое живет 25 лет. Например, показано, что палестинская голая крыса, именно так в переводе с английского звучит название этого животного (Spalax ehrenbergi), может прожить 20,2 года. Поэтому говорить об уникальности землекопа могут только несведущие люди. Да, зверушка интересна многим, но уникальной продолжительностью жизни в естественных условиях она не обладает.

Кроме того, как бы предполагается, что все представители вида «голый землекоп» уже прожили эти самые 30 лет, хотя бы и в лаборатории. Но это только предельный показатель продолжительности жизни рекордсмена в искусственных условиях, а большинство животных в колониях ученых сегодня именно молодого возраста. В сравнении с человеком эти животные, которым по 5–7 лет, вообще юные.

Хотя, как я полагаю, ученые будут и далее подкидывать цифры в топку идеи, что землекоп – уникальное животное, и находить факты, что он живет 35, потом 40 лет, но тут нет ничего необычного. Кроме того, важно понимать, что в природе не только землекопы, но и все другие животные погибают гораздо быстрее, чем в лабораторных условиях, причем в основном от внешних причин. И, скорее всего, эти млекопитающие, которые смогут прожить дольше в искусственной среде, в природе погибнут намного раньше от недостатка пищи, вирусных инфекций, драк или нападения хищников.

Кроме того, создается впечатление, что есть какие-то масштабные эксперименты с большими колониями голых землекопов, но взяв одну из статей, вижу, что в испытание включены две размножающиеся самки 7 лет и десять не размножающихся самок и самцов того же возраста[45]. Животных заразили вирусом герпеса, и все они погибли очень быстро.

На момент написания книги в базе PubMed 857 ссылок по запросу Heterocephalus glaber и 2221 по Naked mole-rat[46]. По поисковому запросу «долголетие голого землекопа» 911 ссылок. В РИНЦ тоже 450 публикаций посвящены этому животному. Открываем одну из них[47], где сказано, что голые землекопы (Heterocephalus glaber) в отличие от других млекопитающих не соответствуют закону Гомпертца о возрастной смертности (у взрослых животных не наблюдается увеличения возрастной смертности). Смотрим материал: девять самцов голых землекопов в возрасте 2–5 лет. Название статьи «Окно в чрезвычайное долголетие; циркулирующий метаболический признак голого землекопа, млекопитающего с пренебрежимым старением».

Следующий интересный аспект – смертность любых видов в природе: если она не повышается с возрастом, то может быть как одинаково низкой, так и равномерно высокой. А длительность жизни может составлять целые столетия или пару дней. Но старение, отражением которого является рост вероятности смерти с возрастом, отсутствует. Также существуют виды с так называемым негативным старением. У них после достижения зрелости риск смерти с возрастом может даже снижаться.

По признаку «пренебрежимое старение» в базе AnAge[48] указаны 7 видов: европейский протей (102 года), американская болотная черепаха (77 лет), восточная коробчатая черепаха (138 лет), алеутский морской окунь (205 лет), красный морской еж (200 лет), океанический венус (507 лет), сосна остистая межгорная (5062 года). Однако это очень сомнительно, так как смерть от внешних причин ничуть не лучше старения. И что имеют в виду составители базы, когда указывают, что «найдено семь нестареющих видов», непонятно.

Можно еще долго обсуждать нестареющих животных и то, во что наш мозг превращает слово «нестарение», причем в каждой отдельной голове слушателя, но тема книги четко противоположна – она о долголетии совсем другого вида.

«Пренебрежимое старение» – это же очень и очень приятный мне термин с большим грузом положительных эмоций, точно про меня», – вот такое письмо я получил от женщины, которая не хочет стареть. Да, но для врача-гериатра это звучит задорно и забавно, но не более. Людям нужны положительные эмоции, ученые же хорошо это понимают и играют на этом. А по сути, если такому якобы «нестареющему» организму дать нагрузку, например заставить бежать, посмотреть на время заживления раны, сроки выздоровления от инфекционных болезней, то всегда можно разделить животных на молодых и старых.

Это отражает явную проблему в самих исследованиях на модельных животных, когда в работу закладывается системная ошибка мышления самого человека, сформулированная на другом виде, с иной продолжительностью жизни, со сбитой эволюцией механизмов продолжительности жизни, а поэтому и другими механизмами старения.

Стареют ли половые клетки?

Временами говорят, что, несмотря на то, что человек стареет, у него есть зародышевая линия, которая не стареет и передается из поколения в поколение. Такое можно иногда услышать и от биологов, причем даже с очень узнаваемыми именами. Однако давайте разбираться, как в организме могут быть клетки, хоть и половые, которые не стареют. Немецкий эволюционист Август Вейсман создал теорию, согласно которой наследственные признаки сохраняются и передаются из поколения в поколение через нестареющую зародышевую плазму[49]. Он говорил, что у многоклеточных организмов полный объем зародышевой плазмы получают только половые клетки. Согласно взглядам ученого она находится в хроматине ядра клетки. А роль самих организмов состоит лишь в том, чтобы обеспечить ее передачу потомкам. Вроде бы все четко и понятно.

Итак, половые клетки человека называются ооцитами и сперматозоидами. И тут нужно сказать, что в мужском и женском организме в этом отношении все происходит по-разному. После рождения девочки ооциты не образуются, их популяция достигает количественного пика к 5-месячному возрасту эмбриона. Затем начинается систематическое падение их численности, и к рождению остается только около 1 млн клеток. Но процесс потери ооцитов не останавливается, он продолжается, и к половой зрелости девушка подойдет с 400 тыс. ооцитов. А к завершению репродуктивного периода их останется в организме лишь около тысячи. Фактически это ноль. Для объяснения такого значимого процесса существует гипотеза нехватки ростовых факторов для их выживания и версия удаления ошибок в ходе кроссинговера[50], чтобы их не было возможно передать следующему поколению. Не исключено, что гибели могут избежать только ооциты с достаточно высокой плотностью рецепторов к ростовым факторам. И вот различие: у мужчины сперматогенез, или образование половых клеток, происходит в течение всей его жизни, а процесс, подобный потере ооцитов, просто отсутствует.

Теория Харриса и Кэрол Бернстайнов гласит, что бессмертие половых клеток обеспечивается репарацией всех накопившихся повреждений ДНК в процессе мейоза[51]. Мейоз – это последнее двукратное деление с уменьшением хромосом в два раза. Он возможен только в клетках с парным, или четным, количеством хромосом, и состоит из двух фаз: редукционной и эвакуационной.

Первому делению мейоза предшествует очень длительная профаза: если в мужском гаметогенезе она продолжается 30 дней, то в женском организме длится десятки лет. В это время гомологичные хромосомы сближаются друг с другом и в таком состоянии пребывают почти все время, то есть в профазе первого деления мейоза хромосомы удваиваются. При этом резко активируются ферменты, разрезающие и сшивающие нити ДНК.

В яйцеклетке второе мейотическое деление (на стадии ооцита II – развития женской половой клетки) не может происходить самостоятельно без помощи сперматозоида, так как клетка потеряла свои центриоли, специальные тельца, участвующие в делении. Поэтому требуется обязательное оплодотворение, чтобы сперматозоид привнес свои центриоли. В результате этого происходит второе деление мейоза и образуется зигота.

В мейозе гомологичные хромосомы конъюгируют друг с другом и вступают в кроссинговер. Такая необходимость увеличивает генетическую вариабельность вида. Действительно, «папины» и «мамины» наследственные признаки, до сих пор распределенные в каждой паре гомологичных хромосом, после кроссинговера оказываются перемешанными. Этот процесс напоминает репарацию генов, при которой, вырезая поврежденные участки, нужно разрывать и сшивать нити ДНК. То есть одновременно с кроссинговером, вероятно, осуществляется и суперрепарация генома. Если же что-то не получилось, как должно, то в клетке срабатывают датчики контроля состояния собственной ДНК и начинается процесс самоубийства, или, другими словами, апоптоза.

Первое деление заканчивается расхождением гомологичных хромосом по двум дочерним клеткам. Второе проходит быстро, без удвоения ДНК, и приводит к расхождению хроматид каждой хромосомы по двум дочерним клеткам, в результате чего последние оказываются гаплоидными, то есть содержащими одинарный набор хромосом.

В процессе мейоза получается четыре итоговые клетки: одна гаплоидная и три редукционных тельца. Значение этого процесса в том, что у организмов, размножающихся половым путем, автоматически предотвращается удвоение числа хромосом при произведении потомства. Мейоз создает возможность для возникновения новых генетических комбинаций и ограничивает размножение путем внутривидового скрещивания.

Процессы, которые восстанавливают состояние генома, конъюгация гомологичных хромосом, кроссинговер или что-то другое и пока неизвестное, могут быть полезны для запуска механизмов «долгой жизни», и именно здесь нужны модельные опыты на животных.

Самый известный в мире российский биогеронтолог А. М. Оловников ответил на мой вопрос к нему, стареет ли половая клетка, так: «Да, стареет. Вот что известно из разных работ, например по теломерам. Твердо установлено, что теломеры в сперматозоидах пожилого мужчины длиннее, чем у молодого[52]. Это вызвано «дисбалансом» белков (теломеразы и ряда других факторов), следящих за длиной теломер. Вероятная причина скрывается не внутри половой клетки (так как сопутствующих этому мутаций не было обнаружено), а заключена в среде стареющего носителя этих половых клеток. Поэтому есть основания заключить, что старение пожилого организма ведет к этому дисбалансу эпигенетически, то есть через различные модификации (ацетилирование гистонов, метилирование ДНК и тому подобное). Детали еще предстоит уточнять, но принципиальный факт изменений в сперматозоидах с возрастом (даже структурных изменениях, поскольку теломеры – это структуры) установлен».

Интересная связь может быть между ростом продолжительности жизни человека как вида и более поздним зачатием. Давайте поразмышляем: сегодня среди мужчин зрелого возраста (50–55 лет) заметна тенденция рожать детей во втором или третьем браке. И женщины сейчас чаще производят ребенка на свет в более взрослом состоянии, чем еще полвека назад. Сегодня, когда давление среды в виде голода и особо опасных инфекций фактически равно нулю, это дает возможность самым здоровым из людей в возрасте, а таких очень много, завести здоровое потомство. При этом длина теломер сперматозоидов у мужчин в возрасте, как мы знаем, больше, чем у более молодых. Если это свойство более длинных защитных колпачков (а это структурное образование с временными задачами) передастся их потомству, то мы должны увидеть много людей, которые живут дольше.

Почему загадочная история Бенджамина Баттона невозможна?

Если, как считают сегодня геронтологи, в организме стареют все клетки, включая половые, то как тогда всегда рождается организм с нулевым возрастом и почему история, когда человек появляется на свет старым, просто невозможна. Возьмем как пример фильм 2008 года «Загадочная история Бенджамина Баттона»: главный герой родился стариком и проживает жизнь в обратном порядке. Удивительная история. Чистый Голливуд.

Так почему мы не рождаемся хоть на каплю старыми даже в том случае, если наш отец уже пожилой? И почему, когда у человека стареют все клетки, даже от самых старых родителей рождается младенец без малейших признаков возрастных изменений? И, таким образом, несмотря на возможные генетические болезни, которые могут возникнуть при рождении от «старых» родителей, он всегда рождается только с предсказуемо обнуленным возрастом.

Выдающийся геронтолог, один из основателей секции геронтологии МОИП при МГУ им. М. В. Ломоносова, Жорес Медведев опубликовал в 1981 году работу On the immortality of the germ line: genetic and biochemical mechanisms. A review (О бессмертии зародышевой линии: генетические и биохимические механизмы. Обзор)[53]. В этой статье рассматриваются механизмы «бессмертия» половых клеток, которые сводятся в основном к существованию целого ряда препятствий, фактически большого барьерного рифа, не позволяющего потомству появиться из «старых» половых клеток. Поэтому дети всегда и рождаются только с нулевым возрастом, то есть с запущенным с нуля механизмом старения.

Давайте разберемся. Для передачи генетической информации от поколения к поколению существуют специальные эмбриональные клетки. Они отделяются от прочих на достаточно ранних стадиях развития плода до формирования половых желез, куда затем и мигрируют. Из них и образуются гаметы, больше известные нам как сперматозоиды и яйцеклетки.

Но эти клетки должны сначала созреть. Это называют гаметогенезом, термином, обозначающим сумму процессов, которые приводят к созреванию половых клеток. И если яйцеклетки образуются уже в эмбриогенезе и затем находятся только в профазе I мейоза, то процесс сперматогенеза не останавливается в течение всей жизни мужчины.

У видов, для которых характерен жизненный цикл с гаметической редукцией, мейоз тесно связан с гаметогенезом, однако нельзя говорить о полной идентичности этих процессов. Так, зрелый сперматозоид, готовый к оплодотворению, формируется лишь по завершении мейоза, а ооцит созревает до его окончания. Более того, слияние гамет происходит до завершения мейоза в ооците.

Основой для успешного гаметогенеза служит мейоз, или редукционное деление клетки с уменьшением числа хромосом вдвое. Это основное условие для полового размножения и одновременно сохранения числа хромосом. В результате получаются гаплоидные гаметы, и только слияние ооцита и сперматозоида восстанавливает число хромосом до диплоидного в зиготе. Последующее деление клеток происходит только митотическим путем, что позволяет поддерживать обязательную диплоидность.

Заведующий сектором эволюционной цитогеронтологии биологического факультета МГУ им. М. В. Ломоносова Александр Николаевич Хохлов сказал мне, что существует множество механизмов, которые обеспечивают то, что из ооцитов и сперматозоидов выбираются самые соответствующие требованиям «ювенильности зародышевой плазмы». Ведь по существу любой живой организм предназначен для эффективного сохранения содержащегося в нем генетического материала с последующим распространением своих копий в окружающей среде. Тут стоят две важные задачи, причем разделить их сложно. Поэтому в процессе эволюции человека механизмы для выполнения этих целей отточились до совершенства, как, впрочем, и других видов на планете. Именно поэтому репликация ДНК, несущей возрастные повреждения, во многих случаях становится невозможной.

При сперматогенезе «сбрасываются» почти все имеющиеся повреждения, а процесс оплодотворения происходит таким образом, что даже у минимально дефектных сперматозоидов нет шансов на успех. В оогенезе происходит так же, хотя эти слова тут не очень уместны и говорят только об удалении любых ооцитов с «испорченным» геномом. Для этого существует механизм атрезии или гибели большей части фолликулов[54] до окончания их роста. Ей подвергаются фолликулы либо с генетически неполноценными ооцитами, либо с теми, у которых нарушена последовательность прохождения профазы мейоза. В яичниках женщины много больших фолликулов погибает и не достигает овуляции. Также созревшая яйцеклетка очень быстро перезревает и уже через несколько часов теряет способность к оплодотворению. Возможно, что именно постоянная гибель ооцитов в эмбриогенезе и на протяжении жизни вплоть до самого репродуктивного старения и есть основное средство отбора «на ювенильность».

В процессе гаметогенеза и раннего эмбрионального развития происходит полная реконструкция ядерного аппарата транскрипции. Если «проблемное» оплодотворение все же случилось, то развитие прекращается и происходит лизис образовавшейся структуры. При возникновении зиготы из половых клеток даже с минимальными аномалиями нарушается процесс эмбрионального развития или появляется нежизнеспособное потомство[55].

Интересный факт: поздней осенью 2020 года родилась девочка из замороженного эмбриона, и это не первый раз, когда подобное случилось. Но вот то, что эмбрион хранился 27 лет, просто удивительно, так как именно это произошло впервые. Как объяснили эмбриологи, при экстракорпоральном оплодотворении (ЭКО) полученный эмбрион можно заморозить, хранить, а использовать намного позже. И в этом случае, хотя и прошло почти три десятка лет, ребенок все равно родился с обнуленным возрастом. Никаких признаков 27 лет календарного времени хранения не осталось. Поэтому этот метод можно использовать для передачи неизмененной генетической информации человека через века и даже тысячелетия.

Синдромы ускоренного старения

Да, и он есть. К нему относят гетерогенную когорту больных прогерий. Это крайне редкая и одновременно неоднородная группа синдромов ускоренного старения. К ней относятся аутосомно-доминантные заболевания, синдром Хатчинсона – Гилфорда (или Гетчинсона – Гилфорда), или детская прогерия. Пару лет назад в мире было лишь 156 случаев этой болезни (официально подтвержденных). К подобным заболеваниям также относят синдром Вернера, или прогерию взрослых.

Пик интереса к данным патологиям был во всем мире в конце 1980-х. Чтобы вы почувствовали редкость подобных заболеваний, приведу следующий пример: когда я учился в аспирантуре АМН СССР, осенью 1991 года тоже решил выяснить, сколько пациентов с прогериями в нашей стране. И для этого я просмотрел все истории болезней, конечно, только главный лист, в архиве медико-генетического научного центра. Естественно, тогда архивов в виде компьютерных баз еще не было. И только на такой просмотр пыльных документов я затратил три полных дня. И как вы думаете, сколько я нашел случаев? Только одного пациента с синдромом Вернера. И это в стране, где было 296 млн человек.

Синдром Вернера, или прогерия взрослых – это очень редкое аутосомно-рецессивное заболевание. Сегодня создан международный банк данных этой патологии, который предоставляет собой центральное хранилище материалов в Вашингтоне. У таких людей наблюдается ускоренное развитие возрастзависимых заболеваний, при этом мы видим все типичные клинические признаки поздней старости: тяжелую гипертоническую болезнь, различные клинические формы атеросклероза, остеопороз, катаракту и гипогонадизм[56]. Такие люди седеют, а лицо быстро покрывается морщинами. Пациенты с взрослой формой прогерии умирают от острого инфаркта миокарда или злокачественных новообразований, и это происходит заметно раньше, чем у прочих людей.

Фото пациента с детской прогерией. Типичный внешний вид

Пациенты с синдромом Хатчинсона – Гилфорда – это совсем другая история. Такие дети внешне резко отличаются от здоровых. Они имеют очень характерный облик: большие глаза, заостренный нос и маленькую нижнюю челюсть. Ребенок перестает расти и очень резко отстает от своих сверстников по весу.

Причина детской прогерии – мутация в гене LMNA. Ген отвечает за синтез белка преламина А. Это соединение участвует в формировании внутренней оболочки ядра клетки. Если в LMNA появляется дефект, то вместо преламина А формируется его поврежденный аналог, называемый прогерином. Он не способен стать частью оболочки ядра, что ослабляет ее, и она в результате не может оказать ядру необходимую структурную поддержку, из-за чего клетки теряют способность нормально делиться. Если взять фибробласты[57] кожи больных с прогериями, то вместо 50 у молодого человека (так называемый предел Л. Хейфлика), клетки пациентов сделают до 12 делений.

Важно отметить, что при этом заболевании наблюдается аномальное укорочение концевых участков хромосом, которые защищают гены от повреждений, вызываемое концевой недорепликацией. Теломеры, колпачки, не несущие никакой важной информации, были открыты еще в 1930-х годах. Они образуются из специализированной линейной ДНК со специфическими повторами, которые состоят у человека из шести нуклеотидов TTAGGG и вместе с белками составляют единый нуклеопротеидный комплекс.

При старении теломеры человека, как и прочих видов, становятся все короче при каждом делении. Естественно, этот процесс не может продолжаться бесконечно. В какой-то момент они становятся слишком короткими, чтобы эффективно защищать ДНК от повреждений. Гипотезу концевой недорепликации при старении выдвинул Алексей Матвеевич Оловников, выдающийся российский геронтолог в 1971–1972 годах.

Вывод о теломерном механизме ограничения числа делений клетки в 1998 году подтвердили американские ученые, преодолевшие предел Хейфлика методом активации теломеразы. Оказалось, что улучшить состояние клеток с мутацией LMNA можно и после такого воздействия, причем это повлияло даже на различные маркеры клеточного старения.

Конечно, старение человека устроено сложнее, чем механизмы истинных прогерий. Наверное, все, что растянуто во времени, имеет более сложную организацию по сравнению с более короткими процессами. Тут имеют место стохастические повреждения макро- и микромолекулярных структур, недорепарация ДНК, заданное в онтогенезе изменение профиля работы генов, их эпигенетического профиля, уменьшения пула стволовых и накопление сенесцентных клеток, воспаление, гипоксический ответ и гормональная недостаточность. И все это образует клубок, который мы почему-то называем одним словом «старение».

В увеличении продолжительности жизни пациентов с прогериями уже есть успехи. Если еще 30 лет назад людей с синдромом Вернера доживали только до 40–45 лет, то сегодня их средняя продолжительность жизни около 55 лет. Но отмечены единичные случаи дожития и до возраста старше 60 лет. В детской прогерии также отмечен рост продолжительности жизни – например, один пациент прожил 26 лет при средней продолжительности жизни таких людей лишь 12–13 лет.

Среди больных детской прогерией есть даже известные люди, которыми они успели стать, несмотря на то, что длительность их жизни составляет только около 15–20 % от периода существования обычного человека. В 2013 году был снят документальный фильм о пациенте с детской прогерией «Жизнь с точки зрения Сэма». Герой картины Сэм Бернс (1996–2014) так прокомментировал этот фильм: «Я показываю вам свою жизнь не для того, чтобы вы жалели меня. Вам не нужно меня жалеть, потому что я лишь хочу, чтобы вы узнали меня поближе, узнали о моей жизни». Да, проблема этих людей именно в том, что путешествие, которое подарила им природа, оказалось слишком коротким. Они фактически не успевают выйти на тропу жизни.

Но прогресс продолжается, и 20 ноября 2020 года появилась новость, что Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) одобрило лонафарниб («Зокинви») для лечения детской прогерии[58]. Это ингибитор фарнезилтрансферазы, которая предотвращает накопление прогерина. Эффективность препарата подтверждена на 62 пациентах, что очень много для такого крайне редкого синдрома. У каждого такого больного наблюдалось повышение массы тела, улучшение состояния костной ткани и артерий.

Итак, прогерии – это клинические модели для изучения механизмов нормального старения. Слово «нормальное» тут использовано довольно условно. Вероятно, процессы старения нельзя отделить от патологических. И логика такова, что они слиты в единой патофизиологической картине.

Четыре дополнительных критерия старения

Разбуди любого настоящего геронтолога ночью, и он несколько часов подряд увлеченно будет рассказывать о феномене старения. Уже проверяли много раз. Но в результате специалист упомянет, если, конечно, он все-таки настоящий геронтолог, что чем больше знает об этом феномене, чем больше его изучает, тем меньше понимает сущностные механизмы этого процесса. В этом и состоит отличие тех, кто давно погружен в эту тему, от новых гостей. Последним всегда все ясно.

А ведь людям нужны простые ответы, поэтому слушать ученых, которые говорят все сложно (а тут еще сложнее, чем обычно), не хотят. Так что попадают именно на новичков в этой области, которые только своей святой простотой зарождают в слушателях положительные эмоции.

Многие попытки умножить знание о старении человека, вне зависимости новичка или мэтра, подспудно и неосознанно исходят именно из эмоционально-описательного подхода, который заключен в конструкции мозга самого человека. Субъект и объект процесса изучения один и тот же. Человек исследует сам себя. И не просто себя, а временное оформление своего существования. При этом пытается найти причины старения внутри тела, разбирая его на составные части, которые выглядят логично только в мышлении человека, хотя старение именно как явление всегда системно и проявляется только на уровне целостного организма.

Они понятны и ясны. Возможно, что пояснения требует только «эндогенность», которая обозначает, что старение возникнет даже в самых исключительных случаях, наиболее благоприятных условиях и при лучшем стечении обстоятельств.

Мы все понимаем, что механизмы старения и формирования возрастзависимых болезней одни и те же. Но нам это пока ничего не дает. А вот то, что эти болезни становятся все моложе, несомненно, представляет значительный интерес. Значит, механизм и его составляющие сегодня работают на снижение возраста клинических проявлений старости. Поэтому и механизмы старения могут работать, не только сокращая время жизни, но и удлиняя ее. Это как лифт, который ездит и вниз, и вверх.

У старения нет начала. Обычно люди обнаруживают его признаки в разное время. Мужчины чаще отмечают это по снижению той или иной функции. Женщины – по внешнему виду. Но если мы спустимся по временной лестнице, сначала ко времени полового созревания, затем к рождению или даже зачатию, то и там не найдем точки отсчета для процесса старения. Это позволяет сделать предположение, что механизмы снижения жизнеспособности, которые могут быть самими разными, заложены в структуру нашей материи. Причем на всех уровнях организации нашего вида, от молекул до социума. «…Значительная часть генома высших эукариот играет существенную роль в поддержании консервативности и фиксировании структурной организации протяженных участков хроматина, а также в обеспечении вариабельности, эволюционной пластичности и гетерогенности геномов, вплоть до определения генетической разнородности соматических клеток организма. С горячими точками разрывов и рекомбинации бывают ассоциированы теломерные повторы. Теломерные повторы на концах хромосом и транскрибируемая с них РНК принимают участие в регуляции и структурировании прилегающих областей генома. Можно предположить, что внутренние теломерные повторы могут участвовать в регуляции экспрессии геномных локусов»[60]. Именно потому, что начала у процессов старения нет, не существует и нижней границы у возрастассоциированных патологий, например диабета второго типа, атеросклероза и его клинических форм и болезни Альцгеймера.

Принцип домино. Процессы старения, вернее то, что мы так обозначаем, начинаются на молекулярных уровнях, в большинстве своем имеют онтогенетический характер, который только на определенной стадии развития процессов создают деструктивные условия, способствуют развитию возрастзависимых патологий, приводят к изменению длительности жизни, как и ее здоровой части. То, что Стрелер обозначил как эндогенность, по сути, – многоуровневое начало отсчета конечности материи при ее формировании. Изменения происходят в молекулах и органеллах в разных клетках организма и лишь потом на более высоких уровнях тканей и органов. А затем мы видим их невооруженным глазом, хотя процессы идут уже давно. Этот же принцип обозначает, что повернуть старение вспять невозможно, есть только способ замедлить падение костяшек.

Взаимное ускорение. Все процессы и механизмы старения взаимно ускоряют друг друга, что особенно хорошо видно, когда сформировалась клиническая картина старости. Например, диабет второго типа, достигший своего пика, – это всегда сердечно-сосудистая патология. А она уже включает гипоксию тканей, которая, в свою очередь, влияет на клинически формы других болезней, при этом и сам диабет через ухудшение кровоснабжения мозга участвует в формировании нейродегенерации. А та ухудшает течение прочих болезней, и так до бесконечности. Из этого же принципа следует, что умозаключение Стрелера о постепенности процесса неверно. Наоборот, действуя однонаправленно с формирующимися болезнями и патологическими синдромами, он может ускоряться. Но и это не все. Эти заболевания могут соединяться с болезнями, которые не являются возрастзависимыми, и резко снижать жизнеспособность. Итак, из этого последнего критерия, который противоречит постепенности, следует, что процесс старения протекает неравномерно, как ускоряясь, так и замедляясь.

Дело в том, что далеко не все эти болезни зависят от возраста, ведь в нашей жизни много экзогенных причин ухудшения состояния, например травмы и инфекции. При этом они заметнее и резче снижают жизнеспособность, чем старение. И этих причин довольно много, а эволюции в принципе все равно, каким образом организм уйдет из природы. А что будет механизмом исполнения приказа – старение или случайная болезнь – ей без разницы. Главное – снижение жизнеспособности на определенном участке времени. Ее задача – сделать только это условие обязательным.

Но тут интересна следующая особенность: фактор вроде бы чисто внешних заболеваний также тесно связан с возрастом. Течение их, например переломы или пневмония, вызванная коронавирусом, проходят труднее у людей пожилого и старческого возраста. И причина этого уже не только в том, что они имеют возрастзависимые заболевания, но и в том, что все процессы старения развиваются на «высоких скоростях».

Конструкции механизмов адаптации и гомеостаза у разных видов не просто разные, а совершенно различные, как и среды, в которых они обитают. Модельных животных часто изучать намного проще просто в силу более короткой продолжительности жизни, и мы можем получить больший сдвиг этого показателя при меньших затратах (финансовых, структурных и временных) и при очень широком спектре воздействия. Но мы не в силах перенести данные таких опытов на человека.

Таким образом, чем проще модель, тем легче изменить продолжительность ее существования и тем шире спектр результативного воздействия на время ее жизни. Другими словами, если хотите получить заведомо положительный результат, возьмите простую модель, что-то типа дрожжей или бактерий. И наконец, такие опыты имеют меньше практического смысла для других видов, тем более для человека.

Небольшое отступление. Я как-то задал вопрос очень грамотной публике, стареют ли вирусы, и получил массу ответов. Среди присутствующих было много врачей, в том числе выдающихся геронтологов, и людей, внимательно наблюдающих за темой старения. Но одновременно этот вопрос был не о вирусах, а о нашем мозге и ловушках мышления. Итак, все сделанные мне замечания и данные ответы были очень разумными, для этого нужен разум человека и его знания. Пустяк, но довольно важный. Многие обращали взоры к имеющемуся определению старения (это снижение жизнеспособности), а раз вирус не живой, то и такому процессу не подвержен. И это означает, что это определение управляет темой в нашем разуме. Также все ответившие задумывались о частных признаках, например говорили, что у вируса нет метаболизма или деления, приводили пример неживой природы. Значит, когда я говорю, что старение – это механизмы и они могут быть разными в рамках живой природы, встроенными в саму форму изучаемой жизни, например дрожжей и мух, крыс и людей, то это именно так. И отсюда вывод, что временное оформление жизни нужно изучать в рамках только того вида, который нас интересует. И я говорю о человеке.

Нам же важно понять, что нет сущностных отличий механизмов старения, формирования возрастассоциированных патологий и долголетия. Это один и тот же механизм, зависящий от многих факторов и условий внешней среды.

Что такое механизмы и суть старения?

Рассуждая о старении как о процессе, мы не можем обойти разговор о конкретных механизмах. Что это такое? Как их найти? Какие из них являются основными, а какие вторичными? Какие из них самые важные? И что здесь представляет особое значение?

Да, механизм старения – это центральная нерешенная проблема науки о человеке и его долголетии. Тут обычно принято спрашивать, стареет ли телега также, как лошадь, которая ее тянет? «Никогда не поверю, что лошадь и телега стареют одинаково», – сказал еще геронтолог Алекс Комфорт. Он же полвека назад сделал заявление о том, что в течение двух десятков лет будут достигнуты значимые успехи в замедлении процесса старения, а значит, и приблизится долголетие. Но что мы видим? Человечество пока в той же точке.

Итак, прошло 50 лет, но понимания механизмов старения на начало XXI века все еще нет. Споры о триггерах и причинах идут, то там, то в другом месте возникают очаги той или иной гипотезы, это перманентная тема почти всех дискуссий ученых. Но именно сторонники конкретной версии вносят самую большую путаницу в геронтологию, так как в гипотезах теряется суть прагматизма данной науки и забывается цель – увеличить продолжительность жизни человека.

Причину непониманий и расхождений лично я вижу в этом: базовое образование уже настолько жестко встраивается в наше мышление, что врачи находятся на одной позиции, а физики, химики на другой. Согласие требует изменения парадигмы геронтологии как науки о старении и его механизмах. Слишком много написано теоретических работ, которые по сути ничего не дают. Моя позиция такова: практический смысл любой гипотезы может быть только там, где есть результат, который можно посчитать в цифрах. А пока этого нет, то и обсуждать особенно нечего.

Письмо читателя: «Поскольку ничего из найденного, по сути, не показало пока результатов, сравнимых с простой эмпирикой: есть поменьше, но питаться более разнообразно и, главное, не излишествовать, а двигаться, побольше общаться и поменьше беспокоиться. Я считаю, что в связи с эволюционной выгодностью ограничения продолжительности жизни индивидуума механизм программного старения ломался в ходе филогенеза, но потом поломка постепенно вытеснялась из популяции. Поэтому часы не столько заведены, сколько запутаны и перемешаны».

Кстати, о сути. Все пути снижения жизнеспособности любого сложного организма, как простые, так и изощренные, мы, конечно, можем называть единым термином «механизмы старения». Но не стереотип ли это нашего мышления, которое всегда готово создать клише? Есть и другая сторона вопроса: что есть суть старения. Одни говорят, что она заключается в снижении жизнеспособности организма, другие, что ей может быть только сам механизм. А раз мы его не знаем, значит, не понимаем сути старения.

Например, факторы среды участвуют в возникновении и эволюции патофизиологического ответа и вызывают болезни как реакцию на влияние условий обитания: травмы, особо опасные инфекции прошлого и даже ядовитые гады. И болезнь часто работает быстрее, чем старение, хотя причина того, почему человек не убежал от хищника, заключается в том числе и в его преклонном возрасте.

Лично я вижу суть в снижении жизнеспособности, а механизмы не только у разных видов, но и внутри одного могут отличаться. Я опять о болезнях. Тут главное – обязательность процесса, именно в этом идея эволюции. А будет ли это встраивание в пищевую цепочку хищника или прекращение питания и гибель, не столь важно.

Старение организма протекает на фоне дестабилизации и метилирования ДНК, изменения длины теломер и активности теломеразы, нарушения работы митохондрий и межклеточного взаимодействия, накопления сенесцентных клеток, истощения пула стволовых клеток и других механизмов[61],[62]. Растет количество воспалительных цитокинов, и происходит снижение уровня антиоксидантной защиты. И так как все возможные проявления старения нет никакого смысла перечислять, ведь всегда что-то не упомянешь, то можно и остановиться. Но является ли все это причиной или все-таки следствием, пока не понятно. И если мы считаем это механизмами старения, то даже использование этого термина тут крайне спорно.

Старение – это не только механизмы, перманентно приводящие к возрастзависимым патологиям, но и онтогенетический процесс, в котором сложно разделить развитие и деградацию. Возможно, это один и тот же процесс. Он напоминает то, как мы разогнали спортивный велосипед, а затем отпустили руль, и дальше только инерция движения конкретной модели и факторы неровности дороги определят, сколько он проедет и чем все это закончится. Да, это многофакторные и многоуровневые процессы временного оформления онтогенетического развития, но это одновременно не означает, что есть специализированный механизм, который отвечает за старение. И именно тем, что оно поражает весь организм и встроено в онтогенез и адаптацию, объясняется, что нам не удается ухватить его за «хвост».